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EMD F40PHは、ゼネラルモーターズ・エレクトロ・モーティブ・ディビジョンが1975年から1992年にかけて数種類のバリエーションで製造した、4軸、出力3,000～3,200馬力（2.2～2.4MW ）のBB型ディーゼル電気機関車です。アムトラックの短距離旅客路線での使用を目的としていましたが、EMD SDP40Fの失敗後、アムトラックのディーゼル機関車の主力となりました。F40PHは、米国の通勤鉄道やカナダのVIA鉄道でも広く使用されました。1988年から2007年にかけて、モリソン・クヌーセンとモティブパワーによって、主に旧型機関車を改造したF40PHのバリエーションが製造されました。
アムトラックは2000年代初頭にGEジェネシスを優先してF40PH型機関車を退役させたが、この機関車はVIA鉄道の長距離列車の主力であり続けている。カナディアン号を牽引するこの機関車の姿は、フロンティアシリーズのカナダ10ドル紙幣の裏面に描かれている。F40PH型機関車は、アメリカ合衆国中の他の多くの通勤鉄道でも依然としてよく見かける。さらに、アムトラックは22両のF40PH型機関車を非動力制御ユニットとして使い続けている。[ 2 ]
アムトラックは1971年の設立時に、さまざまな民間鉄道から老朽化し機械的に互換性のないディーゼル機関車の車両群を引き継いだ。最も近代的な機関車は貨物輸送や、法律上アムトラックに引き継がれなかったさまざまな通勤列車の運行のために民間の手に残された。 [ 3 ]これらの機関車を置き換えるために、アムトラックは150両のEMD SDP40F機関車を発注し、1973年から運行を開始した。これらは1975年に運行を開始した25両のGE P30CHによって補完された。SDP40Fは問題のある設計であり、重量配分の問題により1970年代半ばに一連の脱線事故が発生した。[ 4 ]一方、 P30CH（および電気機関車GE E60 CP）の台車の設計が不十分であったため、アムトラックが1975年春に短距離および中距離の動力車をさらに必要としていることが判明した際に、このユニットの追加発注は抑制された。[ 5 ]
F40PH の設計は、EMD GP40-2貨物用入換機関車をベースにしており、その機関車のターボチャージャー付きEMD 645 E3 V16 気筒 2 ストローク 水冷ディーゼルエンジン(原動機) を共有している。原動機は893 RPM で3,000 hp (2.2 MW)を発生する。主 (牽引)発電機は、原動機からの機械エネルギーを電気に変換し、高電圧キャビネットを介して牽引モーターに分配する。4 つの牽引モーターはそれぞれ一対の駆動輪にギアで接続されており、ギア比によって機関車の最高速度が決まる。[ 6 ]標準の F40PH のギア比は 57:20 で、最高速度は103 mph (166 km/h)となる。[ 7 ]アムトラックの F40PH の一部は、時速110マイル (177 km/h)用の 56:21 のギア比で納入されました。[ 8 ]最初の 30 両の機関車は、1,500 米ガロン (5,700 L、1,200英ガロン)の燃料タンクで製造されました。後続のユニットは、1,800 米ガロン (6,800 L、1,500英ガロン)のタンクで製造されました。1985年に導入されたEMD F40PH-2から、原動機は3,200 馬力 (2.4 MW)を発揮しました。初期の F40PH の多くは、その出力に合わせて更新されました。[ 9 ]機関車の長さは56フィート 2インチ (17.12 m)でした。[ 10 ]標準的な F40PH の重量は260,000ポンド (120,000 kg)です。[ 1 ]
旅客サービス用の F40PH には、ヘッドエンド パワー(HEP) 発電機という別の電気オルタネータがあります。HEP ユニットは、列車の照明、暖房、空調用に480 V (第 1 次では 500 kW、後期のユニットでは 800 kW) の三相交流電力を生成します。当初、F40PH は原動機から HEP オルタネータに電力を供給していました。その結果、列車は一定の 60 Hz の周波数でなければならず、原動機はヘッドエンド パワーを供給している間 (スロットルがアイドル状態の停車時でも) 一定の 893 RPM で回転する必要がありました。牽引モーターへの電力は、メイン (牽引) 発電機の界磁励磁を変化させることによって制御されていました。[ 8 ] F40PH の後期バージョンの一部 (および多くの改造 F40) では、機関車の後部にある 2 番目の小型補助ディーゼル エンジンが HEP オルタネータに電力を供給します。これらのエンジンでは、原動機の回転速度は通常の方法で変化します。それらは、機関車の後部にあるディーゼル排気と静かなアイドリング音で識別できます。定回転原動機を備えた残りのF40は、明らかに騒音が大きくなっています。[ 11 ]
初期設計では、バッテリーボックスとエアリザーバーは燃料タンクの前方に配置されていた。1977年以降に製造された機関車では、これらはタンクの後方に移設された。F40PH-2では、バッテリーボックスは元の位置に戻された。[ 12 ]カルトレインに納入されたF40PH-2には、サザンパシフィック鉄道スタイルのヘッドライトが組み込まれていた。[ 13 ]
「F40PH」という名称は、以下の意味を表しています。「F」は全幅カウル車体、「40」は機関車がEMDの40シリーズ（GP40-2貨物機関車に基づく）の一部であること、「P」は旅客サービス、「H」は先頭動力を意味します。[ 14 ]
アムトラックは1975年5月8日に最初の30両のEMD F40PHを発注した。 新型機関車の最初の車両は1976年4月9日に運行を開始した。アムトラックはこれらの機関車を、カリフォルニア州のサンディエガン線や、当時電化されていなかったコネチカット州ニューヘイブンとマサチューセッツ州ボストン間の北東回廊線などの短距離路線で使用する予定だった。[ 5 ]
長距離路線は当時新しかったEMD SDP40Fによって運行されており、1975年後半にJ. デイビッド・イングレスはこれを「アムトラックの長距離列車のスター」と評した。[ 15 ] しかし、2つの出来事により、アムトラック内部でSDP40Fに関する考え方が大きく変わった。1つ目は、SDP40Fの機械的信頼性が急激に低下したことであり、脱線事故が複数発生した。2つ目は、1976年から1977年にかけての異常に厳しい冬で、アムトラックの老朽化した蒸気暖房客車の多くが使用不能になったことである。アムトラックは多数の路線を運休し、短距離運行用に設計された新しいHEP装備のAmfleet I客車を運行に投入した。HEP発電機を内蔵したF40PHは、これらの客車を牽引するのに当然の選択だった。[ 8 ] EMD SDP40F の問題が積み重なるにつれ、アムトラックはディーゼル機関車のサービスに関して、全国的な長期ソリューションとして F40PH を採用しました。
1977年の春、アムトラックは40両のEMD SDP40FをEMDに下取りに出した。原動機を含む部品はEMD F40PHのフレームに取り付けられた。F40PHRと命名された40両の改造機関車は、標準となった大型燃料タンクとより強力なHEP発電機を組み込んだ新造のEMD F40PHと同一であった。[ 16 ]
アムトラックは最終的にこの方法で132両のF40PHRを取得し 、1975年から1988年の間に新規に発注したものと、1990年にGOトランジットから6両のGMD F40PHを購入したものを合わせると 、216両の機関車を保有することになり、国内最大の機関車保有数となった。[ 17 ] [注1 ]
F40PHを最初に発注した通勤鉄道事業者は、シカゴ地域交通局（RTA）で、メトラの前身であり、1977年から1983年の間に74両を発注した。メトラは1988年から1992年の間にさらに41両を発注した。F40PHを購入した他の機関には、マサチューセッツ湾交通局（MBTA）（18両）、カルトレイン（20両）、GOトランジット（6両）、ニュージャージー・トランジット（17両）、VIAレール（59両）などがある。最後に、鉄道建設会社のスペノが4両を発注した。EMDは、F40PHRの下取り分を含め、合計449両の機関車を製造した。[ 17 ]
F40PHはアムトラックで優れた性能を発揮し、1990年代初頭には事故により廃車になったのはわずか4両だった。この機関車はアムトラックの広告の中心的存在だった。[ 20 ] Trains誌は、平均して各F40PHが年間175,000マイル（282,000km ）も走行したと推定している。 [ 21 ]
アムトラックは、1991年にF40PHをGE Dash 8-32BWHに、 1993年にGE P40DCに、1996年にGE P42DCに置き換え始めました。 [ 22 ]最後のP42DCが到着した2001年までにすべて引退し、[ 20 ]最後の定期任務は2001年12月のメープルリーフ号でした。[ 23 ]パナマ運河鉄道は、貨物と旅客の両方のサービスのために、元アムトラックのF40PHを数両取得しました。480Vのヘッドエンド電源は、マースクシーランドの コンテナの冷蔵に使用される電圧と一致していました。[ 24 ]
EMD F40PH は 21 世紀に入っても VIA Rail で使用され続けています。2007 年から 2012 年にかけて、VIA は1億カナダドル をかけて全車両を改修しました。[ 25 ]改修プログラムには、独立した HEP ジェネレータ、オーバーホールされたエンジン、3 つ目のヘッドライトの追加、運転室の再調整、前面への追加の安全ホーン、新しい VIA スキームへの再塗装が含まれていました。[ 26 ]ロッキー山脈をカナディアン号で牽引する改修された機関車 No. 6403 は、 2013 年に再設計されたカナダの 10 ドル紙幣の裏面に掲載されました(実際の 6403 は後に 6459 に番号が変更されました)。[ 27 ] 2018 年現在、VIA は 53 両の EMD F40PH 機関車を運用しています。[ 28 ] VIAは2024年に39両のF40PH-2D機関車の改修を新たに開始し、その寿命を2035年まで延ばすことを目標とした。[ 29 ]これらのF40PH機関車は現在、2001年に納入されたGE P42DC機関車と2023年に納入されたシーメンスSCV-42機関車によって補完されている。
F40PH の長寿命により、数多くの改造、再構築、再製造が行われました。場合によっては、EMD の部品を使用して新しい機関車が組み立てられました。いくつかの交通機関は、独立した HEP 発電機を含めるために機関車を延長しました。これらは、それぞれ Cummins および Caterpillar の発電機が使用された F40PH-2C および F40PH-2CAT と指定されました。[ 30 ] F40PH - 2Cは標準設計よりもかなり重く、重量は282,000ポンド (128,000 kg)でした。[ 1 ] Via Rail が使用したF40PH-2Dは、ディッチ ライトなど、カナダでの運行用に特別にカスタマイズされていました。[ 31 ] Metra の最後の 30 台の機関車は、 F40PHM-2 (現在はF40PHM-3として再構築)と指定され、実験的なEMD F69PHACと同様の傾斜キャブを備えて製造されました。流線型の外観は「ウィネベーゴ」という愛称で呼ばれるようになった。[ 30 ]スペノの4両の機関車はF40PH-2Mと命名され、ターボチャージャーなしで納入されたため、出力は2,000馬力（1,500kW ）に制限された。[ 30 ]モリソン・クヌーセンが1988年にトライレール向けに改造した5両のEMD GP40機関車はF40PHL-2と命名された。[ 17 ]プログレス・レールは、再生エンジン、再生牽引モーター、マイクロプロセッサ牽引制御を備えた41両のメトラ車両を改造した。これらはF40PH-3と命名されている。[ 32 ] MBTAの12両のF40PHM-2C機関車は、アルタモント通勤急行の6両のF40PH-3C機関車と同様に、MotivePowerによってEMDの部品を使用して新造されました。[ 33 ] [ 34 ] MBTAのF40PH-2CおよびF40PHM-2機関車は、2019年からMotivePowerによってF40PH-3C機関車に改造されました。 [ 35 ] [ 36 ]
2023年から2024年にかけて、アメリカの機関車リース会社であるRolling Stock Solutionsは、通勤鉄道事業者へのリース用に12両の元Amtrak F40PH機関車を改造し、F40PH-4Cと名付けた。[ 37 ] [ 38 ]これらは、再生されたTier 0+原動機（EMD 16-645F3B）と独立したTier 4 HEP発電機、およびマイクロプロセッサ制御を特徴としていると主張している。[ 39 ]これらは2026年初頭にMBTAで運用を開始した。[ 40 ]
アムトラックの F40PH 車両群が新しいGE Genesisシリーズ機関車に置き換えられるにつれて、アムトラックは廃車となった車両の一部を荷物/運転台付き客車に改造した。これらの車両は、通称「キャブ」（「運転台」と「荷物」の合成語）と呼ばれ、正式には非動力制御ユニット(NPCU) と呼ばれ、ディーゼルエンジン、牽引モーター、メインオルタネーターが取り外され、側面に大きな巻き上げ式ドアが設置された (以前のエンジン室を荷物室として使用できるように)。[ 41 ]アムトラックは 1996 年～ 2007 年の間に 22 両の機関車をキャブ付き客車に改造した。改造された各車両は、元の番号に「90」を接頭辞として付けて番号が変更された。[ 2 ] 2011年、アムトラックはF40PH No. 406（後に90406に改番）をNPCUに改造し、アムトラックの40周年記念展示列車のプッシュプル運転を可能にした。さらに、補助電源を供給するためにHEP発電機が設置された。しかし、他のNPCUとは異なり、外観は稼働中のF40PHに似ている。[ 42 ]
F40PH の一部は、適切な改造を施した後、貨物輸送に転用された。カナディアン・アメリカン鉄道、後にサン・ルイス・アンド・リオ・グランデ鉄道で運行されたF40M-2Fは、最高速度が時速65 マイル (105 km/h)になるようにギア比が変更され、燃料タンクが 2,900 US ガロン (11,000 L、2,400インプガロン)に拡大された。また、前面にドア、プラットフォーム、ステップが取り付けられた。[ 43 ] 1 両、No. 450 は、 2018 年にウェスタン・メリーランド・シーニック鉄道に買収された。[ 44 ]
2000年代初頭、グランドキャニオン鉄道は、アリゾナ州ウィリアムズとグランドキャニオン国立公園のサウスリム間の旅客観光列車を牽引するために、 3両の退役したF40PHR（237、239、295号機）を購入した。[ 45 ] [ 46 ]鉄道の3%勾配にうまく対応するために、3両の機関車はキャタピラーHEP発電機で改造され、ギア比が62:15に変更された。[ 45 ] [ 46 ]この改造により最高速度は低下し、牽引力は18,000ポンド力（80kN ）増加し、貨物速度を表す2番目の「F」であるF40FHユニットに再指定された。 [ 45 ] [ 46 ] 2010年までに、F40FHは鉄道のMLW FPA-4を日々の旅客運行スケジュールで置き換え、その後2017年にNJ Transitからさらに2両のF40PH（4124号と4128号）を取得しました。[ 46 ] 2026年現在、グランドキャニオン鉄道は8両のF40を所有しており、そのうち1両は環境排出量を削減し、燃料とメンテナンスのコストを削減するために、バッテリー電気ユニットに改造される予定です。 [ 47 ]
エレクトロ・モーティブ・ディビジョンは、1975年から1992年の間に、あらゆるタイプのF40PHを475両製造した。GOトランジットとVIAレール・カナダからの注文は、同社のカナダ子会社であるゼネラルモーターズ・ディーゼル（GMD）によって製造された。モリソン・クヌーセン（MK）とその後継会社であるモーティブパワー（MPI）は、1988年から2000年の間にさらに30両の機関車を再生し、[ 17 ] 2006年にアルタモント・コリドー・エクスプレス向けに最後のF40PH、ACEX 3106が製造された。[ 48 ]
元アムトラックのF40PH型機関車4両が保存されている。
コースターF40PHM-2C機関車は2両保存されており、2103号機は太平洋南西部鉄道博物館に、2105号機は南カリフォルニア鉄道博物館に保存されている。[ 54 ] [ 55 ]カルトレインF40PH-2CAT 919号機は、中西部オーバーランド鉄道保存協会に寄贈される予定である。[ 56 ]
